Orientador: Antonio Vidiella Barranco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-02T12:53:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Munhoz_PabloParmezani_M.pdf: 1779982 bytes, checksum: 5e8503bd9a6e3650f31b1e2fff4b44bc (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho, apresentamos um estudo teórico da interação da radiação com a matéria. Investigamos a dinâmica do modelo de Jaynes-Cummings com um meio não-linear tipo Kerr, com-parando a situação de grande dessintonia átomo-campo com a evolução correspondente obtida de um Hamiltoniano efetivo (aproximação dispersiva). Para isto, obtemos o operador evolução para o sistema átomo-campo, que facilita considerar diferentes situações iniciais para o ' atomo e o campo. Iniciamos nossa análise calculando os colapsos e revivals da inversão atômica, em conexão com a evolução da pureza do campo (dada pela entropia de von Neumann), que representa uma medida do emaranhamento átomo-campo. Em seguida calculamos os valores esperados de grandezas relativas ao operador energia (número de fótons) e os valores esperados de grandezas relativas à fase do campo, segundo o formalismo de Pegg-Barnett. Finalmente, como uma extensão natural de nosso trabalho, consideramos a evolução da função-Q, função de Wigner e fidelidade, o que nos proporcionou uma melhor compreensão do estado do campo da cavidade / Abstract:In this work, we present a theoretical study of the radiation and matter interaction. We investi-gate the dynamics of the Jaynes- Cummings model with a nonlinear Kerr-like medium, comparing the situation at large atom-field detuning with the corresponding evolution arising from an effec-tive Hamiltonian (dispersive approximation). For this, we obtain the evolution operator for the atom-field system, which makes easy to consider different initial situations for the atom and field. We start our analysis by calculating the collapses and revivals of the atomic inversion, in connec-tion to the evolution of the field purity (given by the von Neumann entropy), which represents a measure of the atom-field entanglement. Afterwards, we calculate the expectation values of quan-tities relatives to the energy operator (photon number) and the expectation values relatives to the phase field, according to the Pegg-Barnett formalism. Finally, as a natural extension of our work, we consider the evolution of the Q-function, Wignerfunction and fidelity, which provided us a better understanding of the cavity field state / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Kyoko Furuya / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:28:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SanzdelaTorre_Liliana_D.pdf: 17685569 bytes, checksum: 4f7f627e8ddb7cc7b64b313b40d69f6b (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: A dinâmica do emaranhamento de sistemas bipartites ideais é analisada através da entropia linear reduzida e funções de quase-probabilidade no regime semiclássico. Os modelos abordados são o oscilador quártico bidimensional e o maser de Dicke.O primeiro está relacionado com a propagação de dois modos de campo num meio Kerr e o segundo descreve a interação de um modo do campo eletromagnético com uma coleção de N átomos de dois níveis não interagentes entre si. No primeiro modelo, além da interação não linear, biquadrática, consideramos a interação bilinear dipolodipolo na aproximação de onda girante. Encontramos as condições nas quais o emaranhamento entre os dois modos é reversível, onde o instante no qual o estado se torna separável depende do tipo de estado inicial escolhido. Quando o estado inicial dos osciladores é um produto de estados de Fock, ou um produto de estados de Fock e um estado coerente, o responsável pelo emaranhamento é a interação bilinear. Entretanto, se o estado inicial é um produto de estados coerentes, a interação não linear é a principal responsável pela não separabilidade dos subsistemas. No limite de h ® 0, a perda de pureza dos subsistemas torna-se praticamente irreversível e a dinâmica da entropia linear reduzida e da função de Husimi nos permitem mostrar que existem dois regimes temporais : antes e depois do início das auto-interferências. Mostramos que o tempo que separa os dois regimes se comporta de forma similar ao tempo de Ehrenfest já que tem a mesma dependência na constante de Planck. No modelo de Dicke, analisamos a evolução temporal da função de Wigner atômica no limite de muitos átomos para estados iniciais onde os dois subsistemas são preparados em estados coerentes e aprofundamos no conhecimento da dinâmica da perda de pureza baseados nas informações da dinâmica clássica.Os nossos resultados, inéditos, da função de Wigner atômica indicam que existe uma relação clara entre a localização e deslocalização do estado atômico em cada uma das variáveis angulares da esfera de Bloch, nos mínimos e máximos sucessivos da entropia linear reduzida / Abstract: Entanglement dynamics of two ideal bipartites systems is analyzed using reduced linear entropy and quasiprobability distribution functions in the semiclassical regime.Two models are studied: the quartic bidimensional oscillator and the Dicke ¿s Maser model. The first one describes the propagation of two monochromatic field modes in a Kerr medium, and the second describes the interaction of one mode of electromagnetic field with a collection of N non-interacting two-levels atoms. In the first model, besides the nonlinear interaction, we have considered the bilinear dipole-dipole interaction in the Rotating Wave Approximation. We have found the conditions at which the entanglement is reversible, and that recoherence times depend on the type of the chosen initial state. When a direct product of Fock states or a product of a coherent state and a Fock state are considered as initial states, bilinear interaction is the responsible for the entanglement. Whereas, if the initial state is a product of coherent states, the nonlinear interaction is the one responsible for the non-separability of the subsystems. In the limit of h ® 0, the loss of purity of the subsystems becomes practically irreversible. The behavior of reduced linear entropy and the Q-function allow us to show that there exist two regimens in time: before and after the beginning of the self-interferences.We have show that the time that separates the two regimes has the same dependence in the Planck ¿s constant as the Ehrenfest time. In the Dicke ¿s maser model,we have analyzed the temporal evolution of atomic Wigner function in the limit of many atoms for initial states where the two subsystems are prepared in coherent states. This allowed us to deepen our knowledge about the dynamics of the loss of purity based on the phase space classical dynamics. Our results about the dynamics of atomic Wigner function indicates that there is a clear relation between localization and delocalization of the atomic state,in terms of angular variables in Bloch sphere and the minima e maxima of the reduced linear entropy / Doutorado / Física / Doutora em Ciências

Orientador: Rogerio Custodio / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T04:11:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fonseca_AndreLuizda_M.pdf: 3001049 bytes, checksum: c802c39c9c0b1345c777716076837f2d (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Monte Carlo Quântico (MCQ) é um método estocástico que possibilita a resolução da equação de Schrödinger. As duas abordagens mais utilizadas são: o Monte Carlo Variacional (MCV) e o Monte Carlo de Difusão (MCD). A implementação do MCQ apresenta resultados próximos aos valores experimentais para um grande número de sistemas. Porém, não representa corretamente estados excitados e possui uma deficiência no tratamento matemático do determinante de Slater. Uma alternativa matemática formalmente correta para tratar o determinante de Slater é possível através do conceito de matriz densidade. Neste trabalho, apresentaremos aplicações do método MCQ tradicional e com matriz densidade no nível mais elementar de modelo de ionização, que corresponde ao teorema de Koopmans. O novo tratamento teórico foi implementado e superfícies de densidade de probabilidade foram geradas para a verificação de possíveis diferenças com o método tradicional, as quais foram constatadas para sistemas atômicos e moleculares. Através das técnicas MCV e MCD utilizando as duas abordagens matemáticas foram estimadas energias de sistemas neutros e catiônicos com estados eletrõnicos de valência e de caroço, e os respectivos potenciais de ionização foram calculados para átomos e moléculas simples. As energias Hartree-Fock foram reproduzidas pelo MCV e os cálculos com MCD produziram bons resultados indicando uma alternativa extremamente simples para cálculos energéticos. Os valores encontrados para os dois tratamentos matemáticos estão próximos, com exceção de alguns estados eletrônicos de caroço, em que o cálculo tradicional não converge, enquanto o novo tratamento proposto converge normalmente. O MCV reproduziu o teorema de Koopmans para os casos estudados e o MCD corrigiu significativamente este teorema. De forma geral, o novo modelo matemático proposto, baseado na teoria de matriz densidade, apresenta resultados mais estáveis para sistemas com estados eletrônicos de camada aberta na região de caroço, confirmando que sua implementação ocorre com sucesso / Abstract: Quantum Monte Carlo (MCQ) is an stochastic method that makes possible to solve the Schrödinger equation. The two most common approachs are: the variational Monte Carlo (MCV) and diffusion Monte Carlo (MCD). The implementation of MCQ presented close results to the experimental values for a great number of systems. However, it does not represent excited states correctly and presents a deficiency in the mathematical treatment of the Slater determinant. A formally correct mathematical alternative to treat the Slater determinant is possible from the concept of density matrix. In this work, applications of traditional MCQ method and density matrix are presented in the most elementary level of ionization model corresponding to the Koopmans theorem. The new theoretical treatment is implemented and surfaces of probability density are generated for the verification of possible differences with the traditional method, which are evidenced for atomic and molecular systems. Using the MCV and MCD techniques using both mathematical approachs energies of neutral and cationic systems with valence and core eletronic states are evaluated and the respective ionization potentials are calculated for atoms and simple molecules. The Hartree-Fock energies are reproduced by MCV and the calculations with MCD produced better results indicating a extremely simple alternative for ionization calculations. The values found for both mathematical treatments are similar, except for some core eletronic states, where the traditional calculation does not converge, while the new treatment converges normally. MCV reproduces the Koopmans theorem for the cases studied and MCD improved significantly this theorem. In general, the new mathematical model based on density matrix theory, presents more reliable results for core eletronic states, suggesting a promising computational procedure / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Ciências

Orientador: Silvio Antonio Sachetto Vitiello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:18:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abreu_BrunoRicardide_M.pdf: 1928743 bytes, checksum: 32226a9b6b2fe6d0ce77dbb9efc50309 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A matriz densidade é um objeto fundamental na mecânica estatística de sistemas de muitos corpos quânticos. Através dela pode ser encontrado o valor esperado de qualquer observável do sistema de interesse. Neste trabalho calculamos a matriz densidade a baixas temperaturas para sistemas de muitos corpos que interagem via um potencial de pares através de convolucões da matriz densidade a altas temperaturas, onde é possível utilizar aproximações semi-clássicas / Abstract: The density matrix is a fundamental object in statistical mechanics of quantum many-body systems. Through it the observed value of any observable of a quantum mechanical system of interest can be found. In this work we calculate the density matrix at low temperatures of manybody systems that interact through pairwise potentials using a convolution procedure of the density matrix at high temperatures, where is possible to apply semi-classical approximations / Mestrado / Física / Mestre em Física

Neste trabalho estudou-se o movimento de uma carga espacial sobre uma matriz fixa, de densidade uniforme, tanto em circuito aberto como fechado. No primeiro caso, circuito aberto, a solução é quase trivial comparada com o outro caso, no qual o problema é finalmente reduzido a uma equação diferencial ordinária, com método de solução análogo ao empregado em problemas de carga espacial monopolar livre. Como ilustração, estudou-se a voltagem e a corrente produzidas por um sistema com carga total nula, mas com excessos locais de carga / In this work the motion of a space charge cloud embedded in a matrix of Constant immobile charge density is studied in open as well as in closed circuit. In the first case, open circuit, the solution is almost trivial as compared as the other one in which, after some work, the problem is reduced to an ordinary diffetential equation. The method of solution is parallel to that employed in the study of monopolar free space charge motion. The voltage and the current produced by a system with no net charge but with unbalanced local charge density were calculated using the general equations derived in the first part of the work

Neste trabalho estudou-se o movimento de uma carga espacial sobre uma matriz fixa, de densidade uniforme, tanto em circuito aberto como fechado. No primeiro caso, circuito aberto, a solução é quase trivial comparada com o outro caso, no qual o problema é finalmente reduzido a uma equação diferencial ordinária, com método de solução análogo ao empregado em problemas de carga espacial monopolar livre. Como ilustração, estudou-se a voltagem e a corrente produzidas por um sistema com carga total nula, mas com excessos locais de carga / In this work the motion of a space charge cloud embedded in a matrix of Constant immobile charge density is studied in open as well as in closed circuit. In the first case, open circuit, the solution is almost trivial as compared as the other one in which, after some work, the problem is reduced to an ordinary diffetential equation. The method of solution is parallel to that employed in the study of monopolar free space charge motion. The voltage and the current produced by a system with no net charge but with unbalanced local charge density were calculated using the general equations derived in the first part of the work

Orientador: Rogerio Custodio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T16:17:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Politi_JoseRobertodosSantos_D.pdf: 1434250 bytes, checksum: 9907fe783c6f36299444800b1f937bc8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências